Penurunan Titik Beku, Sifat Koligatif Larutan dalam kehidupan sehari-hari
Penurunan titik beku, sifat Koligatif Larutan dalam kehidupan - Tahukah kamu mengapa hewan yang berada di kutub utara maupun kutub selatan tidak membeku atau mati? Hal ini disebabkan karena dalam tubuh hewan tersebut terdapat zat antibeku.
Sehingga hewan yang berada di daerah yang beriklim sangat dingin mampu bertahan hidup.
Hewan-hewan yang tinggal di daerah beriklim dingin, seperti beruang kutub, memanfaatkan prinsip sifat koligatif larutan penurunan titik beku untuk bertahan hidup.
Darah ikan-ikan laut mengandung zat-zat antibeku yang mampu menurunkan titik beku air hingga 0,8oC.
Dengan begitu, ikan laut dapat bertahan di musim dingin yang suhunya mencapai 1,9oC karena zat antibeku yang dikandungnya dapat mencegah pembentukan kristal es dalam jaringan dan selnya.
Hewan-hewan lain yang tubuhnya mengandung zat antibeku antara lain beruang, serangga, ampibi, dan nematoda.
Tubuh serangga mengandung gliserol dan dimetil sulfoksida , ampibi mengandung glukosa dan gliserol darah sedangkan nematode mengandung gliserol dan trihalose.
Diperairan daerah antartika suuhu air tidak pernah naik diatas titik beku.
Seperti yang sudah kita ketahui air membeku pada 0C.
Tapi ketika kita mulai menambahkan garam ke air titik beku, air akan turun dan semakin banyak garam yang ditambahkan maka akan semakin rendah suhu yang dibutuhkan air untuk membeku.
Ini berhubungan dengan depresi titik beku. Depresi titik beku adalah penurunan titik beku pelarut pada penambahan zat terlarut yang tidak mudah menguap.
Pelarut dalam hal ini adalah air, dan zat terlarut adalah garam. Inilah sebabnya titik beku air laut lebih rendah daripada titik beku air biasa.
Titik beku air laut antartika bisa mencapai -1,9o C. Di Suhu tersebut kebanyakan ikan akan menjadi es ikan. Kebanyakan ikan pasti akan membeku di suhu -1,9o C.
Karena cairan didalam ikan memiliki konsentrasi garam yang lebih rendah. Tapi ikan-ikan di antartika sepertinya cukup bahagia dengan suhu dingin membeku tersebut.
Bagaimana mereka melakukannya? Berkat bantuan para peneliti yang rela tinggal di antartika kita jadi tahu kalau ikan ini mampu bertahan hidup karena inovasi revolusi. Ini adalah Notothenioid.
Salah satu dari sekelompok ikan yang telah mengembangkan sebuah trik untuk bertahan hidup alam suhu air yang super dingin.
Mereka memiliki kemampuan untuk memproduksi zat biokimia antibeku. Zat yang mereka butuhkan untuk menghindari pembekuan jaringan tubuh.
Ikan-ikan di antartika memiliki protein khusus yang dikenal sebagai Anti-Free Protein (AFP) atau protein antibeku. Dan keberadaan protein antibeku ini menghambat pertumbuhan kristal es didalam tubuh ikan.
Wilayah antartika ditutupi oleh es sepanjang tahun tapi air dibawahnya tidak sepenuhnya beku. Suhu terdingin di lautan antartika berada di dekat garis pantai dan disini kristal es terbentuk di badan air dan juga menyelimuti dasar laut.
Bagi kebanyakan ikan, ini bukanlah lingkungan yang ideal untuk hidup. Tapi bukan suhu air laut yang menjadi satu-satunya masalah.
Terkadang saat musim dingin menyelimuti antartika. Iya! Ada musim dingin juga di antartika. Ibarat kamu makan es krim abis berenang, trus minumnya air es.
Suhu udara pada saat musim dingin di Antartika sangat mematikan. Saking dinginnya, suhu minus tersebut memperluas jangkauan mautnya ke perairan dangkal dibawah es.
Ketika permukaan air laut membeku, garam yang dikandungnya akan terlepas. Ini akan menciptakan brine atau larutan garam yang super asin.
Brine akan meresap melalui retakan di es ke dalam air laut. Brine kemudian tenggelam, karena berat massa jenisnya jauh lebih padat daripada air disekitarnya.
Suhu brine juga jauh lebih dingin, sehingga air laut yang menyentuhnya akan membeku seketika membentuk apa yang disebut sebagai Brinicle (Brine + Icicle).
Selama sekitar 12 jam brinicle alias stalaktit es yang super asin ini bertumbuh menyusuri air laut mengubah apapun yang disentuhnya menjadi es.
Nukleus ini bertindak sebagai titik awal untuk pertumbuhan Kristal di seluruh permukaan cairan. Kristal-kristal es bersifat tajam dan ketika mereka terbentuk dan mengembang mereka dapat menyebabkan kerusakan jaringan yang serius.
Dengan kata lain, kristal-kristal es dapat menyebabkan sel-sel di tubuh makhluk hidup meledak dan mati. Tapi ikan Antartika ini sepertinya asik aja.
Mereka sering ditemukan berenang riang gembira bersembunyi dan mencari makan di sana di dalam air es. Tapi meskipun demikian, bagian dalam tubuh ikan ini ternyata dipenuhi dengan kristal es kecil yang tertelan dari air laut.
Ikan ini seharusnya membeku tetapi nyatanya tidak. Disitulah protein antibeku ini berperan.
Para peneliti percaya bahwa protein-protein ini benar-benar cocok dengan struktur kristal es. Sehingga dapat mengikat mereka tepat dimana molekul air berada dan mencegah kristal es untuk tumbuh lebih besar.
Protein ini akan merambat lalu menyelimuti kristal es sepenuhnya menyetubuhi mereka. Pada akhirnya kristal es ditubuh ikan tersebut menyusut ke bentuk mikroskopis dan akhirnya hanya bisa berada di limpa.
Kristal es ini tidak dapat tumbuh lebih besar sehingga tidak menyebabkan kerusakan sel yang mengancam nyawa ikan. Aksi protein antibeku ini sangat kuat, mereka secara efektif menciptakan celah di titik beku pada cairan di tubuh ikan.
Celah dimana cairan tubuh ikan seharusnya membeku. Protein antibeku ini menurunkan titik beku bagian dalam tubuh ikan hingga sebesar -2,7o C. Dan karena titik beku air laut tidak bisa lebih dingin dari -2oC, maka secara teori ikan ini benar-benar tidak bisa membeku.
Tapi protein antibeku ini bukan hanya milik ikan Antartika. Ada beberapa hewan lain yang juga telah mengembangkan varian antibeku mereka sendiri.
Berbeda dengan ikan antibeku,antibeku akan beracun jika diberikan pada hewan peliharaan. Karena semakin dingin,lebih banyak orang akan mengeluarkan antibeku untuk menjaga radiator mereka dari pembekuan,tetapi cairan berwarna cerah dapat menyebabkan lebih banyak bahaya untuk hewan peliharaan.
Etilen glikol, atau antibeku adalah cairan berwarna cerah dengan rasa manis yang ditemukan di sebagian besar garasi di AS. Etilen glikol juga mematikan bagi hewan peliharaan jika tertelan, kata Dr. Sarah Steinbach, asisten professor penyakit dalam hewan kecil di Purdue University College dari kedokteran hewan.
Steibach mengatakan bahwa hewan peliharaan dapat menjadi hiperaktif atau lesu,mual dan goyah setalah menelan bahan kimia beracun.
Etilen glikol sendiri tidak beracun, tetapi ketika dimetabolisme di dalam tubuh,, menjadi sangat beracun bagi ginjal. Ini menyebabkan beberapa kerusakan ginjal paling parah.
Keracunan antibeku biasanya terlihat pada anjing penasaran yang masuk ke dalam cairan secara tidak sengaja,tetapi juga beracun bagi kucing.
Steinbach mengatakan bahwa bahkan hanya sedikit etilen glikol yang dijilat dari bulu kucing sudah cukup untuk membahayakan kucing.Jika hewan peliharaan terlihat cukup cepat, mereka dapat terselamatkan.
Tingkat racun biasanya memuncak dalam 3 jam setelah konsumsi. Manifestasi gagal ginjal mungkin baru terlihat setelah kira-kira sehari pada kucing dan 2-3 hari pada anjing.
Intervensi dini adalah kunci dalam menyelamatkan hewan-hewan ini. Cara paling efisien untuk mengobati keracunan etilen glikol pada anjing dan kucing adalah dengan mengeluarkan racun langsung dari tubuh hewan dengan prosedur yang disebut hemodialisis.
Rekomendasi terbaik untuk menghindari keracunan titik beku adalah dengan tidak membawanya.*** (Penulis : Rindi Eka Febianti, Pelajar SMA Indocement)